2011年高考物理 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波總復(fù)習(xí)質(zhì)量評估（7）（教師解析版） 新人教版

1、章末質(zhì)量檢測(七)機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波(時(shí)間:90分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題包括10小題,共40分.每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確,有的有多個(gè)選項(xiàng)正確,全部選對的得4分,選對但不全的得2分,錯(cuò)選或不選的得0分)1.人體內(nèi)部器官的固有頻率為412 Hz.1986年,法國次聲波實(shí)驗(yàn)室次聲波泄漏，造成30多名農(nóng)民在田間突然死亡.出現(xiàn)這一現(xiàn)象的主要原因是()A.次聲波傳播的速度快B.次聲波頻率和人體內(nèi)部器官固有頻率相同，由于共振造成器官受損而死亡C.人們感覺不到次聲波，次聲波可不知不覺地殺死人D.次聲波穿透能力強(qiáng)，穿過人體時(shí)造成傷害解析:次聲波的頻率低于20 Hz，當(dāng)與人體內(nèi)部器官

2、的固有頻率相同時(shí)，發(fā)生共振現(xiàn)象，造成器官受損而死亡.答案:B2.如圖7-1所示，位于介質(zhì) 和 分界面上的波源S，產(chǎn)生兩列分別沿x軸負(fù)方向與正方向傳播的機(jī)械波.若在兩種介質(zhì)中波的頻率及傳播速度分別為f1、f2和v1、v2，則()圖7-1A.f12f2，v1v2B.f1f2，v10.5v2C.f1f2，v12v2D.f10.5f2，v1v2解析:同一波源的振動(dòng)頻率相同，f1f2，由圖知再由vf可知v12v2.答案:C3.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在t1=0時(shí)波傳播到x軸上的質(zhì)點(diǎn)B，在它左邊的質(zhì)點(diǎn)A恰好位于負(fù)最大位移處，如圖7-2所示.在t2=0.6 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A第二次出現(xiàn)在正的最大位移處，則(

3、)圖7-2A.該簡諧波的波速等于10 m/sB.t2=0.6 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)C在平衡位置處且向下運(yùn)動(dòng)C.t2=0.6 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)C在平衡位置處且向上運(yùn)動(dòng)D.當(dāng)質(zhì)點(diǎn)D第一次出現(xiàn)在正最大位移處時(shí)，質(zhì)點(diǎn)B恰好在平衡位置且向下運(yùn)動(dòng)解析:質(zhì)點(diǎn)A第二次出現(xiàn)正的最大位移所需時(shí)間解得周期T=0.4 s，則波速A錯(cuò).波傳到C點(diǎn)需要此時(shí)C點(diǎn)重復(fù)質(zhì)點(diǎn)B的運(yùn)動(dòng)，在平衡位置處且向上運(yùn)動(dòng)，再經(jīng)t=(0.60.2) s=0.4 s=T,質(zhì)點(diǎn)C的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)跟0.2 s時(shí)相同，B錯(cuò)，C對.質(zhì)點(diǎn)D第一次出現(xiàn)正的最大位移時(shí)，即x=1.5 m處質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)傳播到D，需要此時(shí)質(zhì)點(diǎn)B處在負(fù)最大位移處.答案:C4.一列平面簡諧波，波速為20 m/

4、s，沿x軸正方向傳播，在某一時(shí)刻這列波的圖象如圖7-3所示.由圖可知()圖7-3A.這列波的周期是0.2 sB.質(zhì)點(diǎn)P、Q此時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向都沿y軸正方向C.質(zhì)點(diǎn)P、R在任意時(shí)刻的位移都相同D.質(zhì)點(diǎn)P、S在任意時(shí)刻的速度都相同解析:由圖象可知=4 m，據(jù)=vT可知T=/v=4/20 s=0.2 s，故A正確.據(jù)波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向的關(guān)系可判斷出，此時(shí)刻P、Q的運(yùn)動(dòng)方向都沿y軸正方向，故B正確.由于P、S兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置間的距離等于一個(gè)波長，故P、S振動(dòng)完全相同，故D正確，C錯(cuò).答案:ABD5.下列說法中正確的是()A.將單擺從地球赤道移到南(北)極，振動(dòng)頻率將變大B.將單擺從地面移至距

5、地面高度為地球半徑的高度時(shí)，則其振動(dòng)周期將變到原來的2倍C.將單擺移至繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的人造衛(wèi)星中，其振動(dòng)頻率將不變D.在擺角很小的情況下，將單擺的振幅增大或減小，單擺的振動(dòng)周期保持不變解析:單擺周期南(北)極處的重力加速度比赤道處大，周期變小，頻率變大，選項(xiàng)A正確；由知，從地面移至距地面高度為地球半徑的高度時(shí)，重力加速度將變?yōu)樵瓉淼膭t周期變?yōu)樵瓉淼?倍，選項(xiàng)B正確；人造衛(wèi)星中的物體處于完全失重狀態(tài)，單擺不會(huì)擺動(dòng)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；單擺的周期與振幅無關(guān)，選項(xiàng)D正確.答案:ABD6.位于坐標(biāo)原點(diǎn)的波源產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，波速為400 m/s.已知t=0時(shí)，波剛好傳播到x=40 m處，如圖7

6、-4所示，在x=400 m處有一接收器(圖中未畫出)，則下列說法正確的是()圖7-4A.波源開始振動(dòng)時(shí)方向沿y軸正方向B.波源的振動(dòng)周期為T=0.05 sC.若波源向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，則接收器接收到的波的頻率小于波源的頻率D.該簡諧橫波在傳播過程中只有遇到尺寸小于或等于20 m的障礙物時(shí)才會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象解析:由圖象知，波源開始振動(dòng)的方向沿y軸負(fù)方向，A錯(cuò).=20 m，則B正確.據(jù)多普勒效應(yīng)，接收器接收到的波的頻率小于波源的頻率，C正確.據(jù)波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件知D錯(cuò).答案:BC7.圖7-5甲是利用沙擺演示簡諧運(yùn)動(dòng)圖象的裝置.當(dāng)盛沙的漏斗下面的薄木板被水平勻速拉出時(shí)，做簡諧運(yùn)動(dòng)的漏斗漏出的

7、沙在板上顯示出沙擺的振動(dòng)位移隨時(shí)間變化的關(guān)系曲線.已知木板被水平拉動(dòng)的速度為0.20 m/s，圖乙所示的一段木板的長度為0.60 m,則這次實(shí)驗(yàn)沙擺的擺長大約為(取g=2)()圖7-5A.0.56 mB.0.65 mC.1.00 mD.2.25 m解析:由于木板勻速拉動(dòng)，據(jù)s=vt,則顯然t=2T,則T=1.5 s，據(jù)可計(jì)算出擺長L大約為0.56 m.故A正確.答案:A8.某地區(qū)地震波中的橫波和縱波傳播速率分別約為4 km/s和9 km/s.一種簡易地震儀由豎直彈簧振子P和水平彈簧振子H組成(圖7-6)，在一次地震中，震源在地震儀下方，觀察到兩振子相差5 s開始振動(dòng)，則()圖7-6A.P先開始

8、振動(dòng)，震源距地震儀約36 kmB.P先開始振動(dòng)，震源距地震儀約25 kmC.H先開始振動(dòng)，震源距地震儀約36 kmD.H先開始振動(dòng)，震源距地震儀約25 km解析:由兩種波的傳播速率可知，縱波先傳到地震儀位置，設(shè)所經(jīng)歷時(shí)間為t,則橫波傳到地震儀處的時(shí)間為t+5 s，由位移關(guān)系可得4(t+5 s)=9t,t=4 s，則震源距地震儀距離l=vt=36 km，故A正確.答案:A9.(2010四川成都高三一檢，18)如圖7-7甲所示，同一水平直線上相距6 m的A、B兩處各有一個(gè)振源，C為A、B連線的中點(diǎn).在t0=0時(shí)刻，A、B兩處的質(zhì)點(diǎn)以相同的振幅同時(shí)開始做垂直于直線AB的上下振動(dòng)，且都只振動(dòng)了一個(gè)周期

9、，它們的振動(dòng)圖象分別為圖乙和圖丙.若A處振源向右傳播的波與B處振源向左傳播的波在t1=0.3 s時(shí)刻于C點(diǎn)相遇，則()圖7-7A.兩列波在A、B間的傳播速度均為10 m/sB.兩列波的波長都是4 mC.在兩列波相遇的過程中，中點(diǎn)C為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)D.在t2=0.7 s時(shí)刻，B處質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過平衡位置且振動(dòng)方向向下解析:根據(jù)題意可知:兩列波的傳播速度均為A正確；由振動(dòng)圖象知兩列波周期均為0.2 s,=vT=10×0.2 m=2 m,B錯(cuò)誤；中點(diǎn)C與兩波源的路程差為0，但兩波源的起始振動(dòng)方向相反，故C為振動(dòng)減弱點(diǎn)，C錯(cuò)誤；因A波經(jīng)過0.6 s傳播至B處質(zhì)點(diǎn)，故0.7 s時(shí)B處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況和0.1

10、 s時(shí)A處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況相同，0.1 s時(shí)A處質(zhì)點(diǎn)正經(jīng)過平衡位置向下運(yùn)動(dòng)，故D正確.答案:AD10.一簡諧橫波在x軸上傳播，波源振動(dòng)周期T=0.1 s，在某一時(shí)刻的波形如圖7-8所示，且此時(shí)a點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng).則()圖7-8A.波速為20 m/s，波沿x軸正向傳播B.波速為20 m/s，波沿x軸負(fù)向傳播C.波速為10 m/s，波沿x軸負(fù)向傳播D.波速為10 m/s，波沿x軸正向傳播解析:由圖象知波長=2 m，則波速根據(jù)“上坡質(zhì)點(diǎn)向下動(dòng)，下坡質(zhì)點(diǎn)向上動(dòng)”的規(guī)律，由a點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)得出波沿x方向傳播，B正確.答案:B二、填空實(shí)驗(yàn)題(2小題，共20分)11.(8分)一列沿著x軸正方向傳播的橫波，在t=0時(shí)刻的

11、波形如圖7-9甲所示.圖甲中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖乙所示.圖7-9質(zhì)點(diǎn)N的振幅是_m，振動(dòng)周期為_s，圖乙表示質(zhì)點(diǎn)_(從質(zhì)點(diǎn)K、L、M、N中選填)的振動(dòng)圖象.該波的波速為_m/s.解析:由圖甲可知，振幅為0.8 m.由圖乙可知，振動(dòng)周期T=4 s.由圖乙可知該質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí)，正由平衡位置向y軸正方向振動(dòng)，故它表示質(zhì)點(diǎn)L的振動(dòng)圖象.由=vT可得，答案:0.84L0.512.(12分)(2010湖北八校一聯(lián)，22)(1)甲、乙兩同學(xué)做“用單擺測重力加速度”實(shí)驗(yàn)，甲同學(xué)用秒表測量單擺的周期:當(dāng)單擺擺動(dòng)穩(wěn)定且到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)并記為0，單擺每次經(jīng)過最低點(diǎn)計(jì)一次數(shù)，當(dāng)數(shù)到n=60時(shí)秒表的示數(shù)如圖甲所示，

12、則該單擺的周期是_s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)；乙同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量擺球的直徑如圖乙所示，則游標(biāo)卡尺的讀數(shù)是_cm.圖7-10(2)在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，可能導(dǎo)致重力加速度的測量結(jié)果偏大的有_.A.振幅偏小B.在未懸掛擺球之前先測定好擺長C.擺球做圓錐擺運(yùn)動(dòng)D.將擺線長和球的直徑之和當(dāng)成了擺長解析:(1)單擺每一個(gè)周期通過最低點(diǎn)兩次，所以數(shù)60次的時(shí)間為30個(gè)周期，從秒表中讀數(shù)為67.2 s(或67.3 s)，周期為游標(biāo)卡尺主尺讀數(shù)為15 mm，游標(biāo)尺第12條刻度與主尺刻度對齊，L=15 mm+0.05 mm×12=15.60 mm=1.560 cm.(2)根據(jù)單擺周期公式可得所以重力加速度測量

13、值與振幅無關(guān)，A錯(cuò)；未懸掛擺球前測定擺長，l值偏小，g值偏小，B錯(cuò)誤；擺球做圓錐擺運(yùn)動(dòng)周期變短，g值偏大，擺線長加擺球直徑作為擺長，擺長偏大，g值偏大，CD正確.答案:(1)2.24(3分)1.560(3分) (2)CD(6分)三、計(jì)算題(4小題，共40分)13.(8分)一列橫波波速v40 cm/s，在某一時(shí)刻的波形如圖7-11所示，在這一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A振動(dòng)的速度方向沿y軸正方向.求:圖7-11(1)這列波的頻率、周期和傳播方向；(2)從這一時(shí)刻起在0.5 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)B運(yùn)動(dòng)的路程和位移；(3)畫出再經(jīng)過0.75 s時(shí)的波形圖.解析:(1)從圖中可得出波長8 cm，這列波的頻率和周期分別是A點(diǎn)此刻振動(dòng)

14、的速度方向向上，說明波沿x軸負(fù)方向傳播.(2)質(zhì)點(diǎn)B原來位于平衡位置，速度方向沿y軸負(fù)方向.0.5 s即2.5個(gè)周期后質(zhì)點(diǎn)又回到平衡位置，速度方向變?yōu)樨Q直向上.則B點(diǎn)在0.5 s內(nèi)的位移等于零.通過的路程為s2.5×4×0.1 m1 m.(3)波形如圖中虛線所示.答案:(1)5 Hz0.2 s沿x軸負(fù)方向傳播(2)1 m0(3)略14.(10分)如圖7-12所示，在某介質(zhì)中波源A、B相距d20 m，t0時(shí)兩者開始上下振動(dòng)，A只振動(dòng)了半個(gè)周期，B連續(xù)振動(dòng)，所形成的波傳播速度v1.0 m/s，開始階段兩波源的振動(dòng)圖象如圖7-13所示.圖7-12圖7-13圖7-14(1)在圖7-

15、14中定性畫出 t14.3 s時(shí)A波所達(dá)位置一定區(qū)域內(nèi)的實(shí)際波形.(2)求時(shí)間t16 s內(nèi)從A發(fā)出的半波前進(jìn)過程中所遇到的波峰個(gè)數(shù).解析:(1)波形圖如下圖所示(2)16 s內(nèi)兩列波相對運(yùn)動(dòng)過的長度為llAlBd =2vtd12 mA波寬度為B波波長為B vTB=2 m可知A波經(jīng)過了6個(gè)波峰.答案:(1)略(2)6個(gè)15.(10分)一列簡諧波沿直線傳播,A、B、C是直線上的三點(diǎn),如圖7-15所示,某時(shí)刻波傳到B點(diǎn),A剛好位于波谷,已知波長大于3 m小于5 m,AB=5 m,周期T=0.1 s,振幅A=5 cm,再經(jīng)過0.5 s,C第一次到達(dá)波谷,則A、C相距多遠(yuǎn)?到此時(shí)為止,A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為多

16、大?圖7-15解析:(1)若由于3 m5 m所以n=1,=4 m,AC=vt+=24 m若此時(shí)無解.(2)A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)路程答案:24 m1.25 m16.(12分)有兩列簡諧橫波a、b在同一媒質(zhì)中沿x軸正方向傳播，波速均為v=2.5 m/s.在t=0時(shí)兩列波的波峰正好在x=2.5 m 處重合，如圖7-16所示.圖7-16(1)求兩列波的周期Ta和Tb.(2)求t=0時(shí)兩列波的波峰重合處的所有位置.(3)辨析題:分析并判斷在t=0時(shí)是否存在兩列波的波谷重合處.某同學(xué)分析如下:既然兩列波的波峰與波峰存在重合處，那么波谷與波谷重合處也一定存在.只要找到這兩列波半波長的最小公倍數(shù)，即可得到波谷與波谷重合處的所有位置.你認(rèn)為該同學(xué)的分析正確嗎？若正確，求出這些點(diǎn)的位置.若不正確，指出錯(cuò)誤處并通過計(jì)算說明理由.解析:(1)從圖中可以看出兩列波的波長分別為a=2.5 m、b=4.0 m，因此它們的周期分別為(2)兩列波波長的最小公倍數(shù)為s=20 mt=0時(shí)，兩列